Quang phổ là các vạch sáng hoặc tối do sự phát xạ hoặc hấp thụ ánh sáng trong một dải tần số hẹp. Bài viết dưới đây sẽ giới thiệu cụ thể các dụng cụ để đo quang phổ và cách sử dụng quang phổ kế ra sao.

1. Quang phổ kế là gì?

Quang phổ kế, tiếng Anh là spectrophotometer, hay máy đo quang phổ, là các thiết bị phân tích quang phổ của ánh sáng để thu được thông tin về thành phần, tính chất, đặc điểm và trạng thái của những khối vật chất có liên quan đến chùm ánh sáng đó. Quang phổ kế hoạt động bằng cách xác định sự phân bố cường độ ánh sáng theo bước sóng của ánh sáng, từ đó xác định được tỉ lệ của chất tương ứng trong mẫu vật cần nghiên cứu. Máy đo quang phổ thường được dùng để xác định nồng độ mẫu lỏng và xác định mối quan hệ giữa độ hấp thụ mẫu lỏng và nồng độ phân tích. Ngoài ra, quang phổ kế còn được ứng dụng phổ biến trong lĩnh vực hóa học và y học.

Hình ảnh ví dụ về một loại quang phổ kế

➤ Giải đáp thắc mắc: Quang phổ vạch hấp thụ là gì?

2. Một số loại quang phổ kế thông dụng

• Máy đo quang phổ UV/VIS Máy đo quang phổ tử ngoại – khả kiến UV/VIS có khả năng quét quang phổ toàn bộ từ 190 – 1100nm chỉ trong vòng 1s. Ngoài ra, thiết kế nhỏ gọn, thiết kế mạnh mẽ và giao diện dùng trực quan là thế mạnh rất lớn của loại quang phổ kế này.

• Máy đo quang phổ huỳnh quang Quang phổ kế huỳnh quang dùng để đo huỳnh quang của các mẫu có thể tích nhỏ, chỉ khoảng 1ul ở bước sóng 400 – 750nm. Máy có ứng dụng trong việc định lượng ADN, protein, các loại thuốc nhuộm huỳnh quang…

• Máy quang phổ phát xạ hồ quang Máy quang phổ phát xạ hồ quang (Optical Emission Spectrometer – OES) sử dụng nguồn điện có điện áp từ 320 – 480V và tần số 400 – 500Hz đặt vào điện cực vonfram để phóng ra hồ quang điện chiếu vào mẫu, đốt cháy bề mặt mẫu, tạo ra các quang phổ phát xạ, từ đó giúp ta biết được thành phần các nguyên tố hóa học có trong mẫu vật chất đó.

• Máy quang phổ phát xạ nguyên tử Máy quang phổ phát xạ nguyên tử (Atomic Emission Spectroscopy) sử dụng cường độ ánh sáng phát ra từ lửa, plasma, hồ quang điện ở một bước sóng nhất định để xác định số lượng của phần tử trong mẫu.

Cấu tạo máy quang phổ phát xạ nguyên tử

➤ Xem thêm: Quang phổ hấp thụ và phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

3. Cách sử dụng dung dịch quang phổ kế

Dung dịch quang phổ kế có thể được sử dụng để thử inox chỉ trong 60 giây với kết quả rõ ràng, dễ quan sát. Lợi ích của phương pháp này là đơn giản, tiết kiệm và thuận lợi cho người dùng khi mà chỉ cần nhỏ một 1 giọt lên bề mặt thép để xác định được chính xác loại thép không gỉ.

Để đo cường độ của ánh sáng (I 0) đi qua một mẫu chuẩn chúng ta kiểm tra mẫu chuẩn đó là những mẫu không chứa các chất hấp thụ ánh sáng. Việc kiểm tra thiết bị chuẩn mẫu này là cần thiết bởi vì các ngăn đựng đã tán xạ một ít ánh sáng. Để phân tích các mẫu quang phổ kế mới, người ta sử dụng phân tích đầu tiên đó là sẽ xác định phổ hấp thụ. Phổ hấp thụ hiển thị sự hấp thụ ánh sáng tùy thuộc vào bước ánh sáng. Quang phổ kế chính là phụ thuộc của độ hấp thụ với bước sóng ánh sáng và là những đặc tính nổi bật của bước sóng mà ở đó sự hấp thụ là lớn nhất.

Cách kiểm tra inox bằng dung dịch quang phổ kế như sau:

• Bước 1: Làm sạch bề mặt thép không gỉ cần thử

• Bước 2: Nhỏ 01 giọt dung dịch quang phổ kế lên bề mặt đã làm sạch.

• Bước 3: Kiểm tra kết quả bằng màu sắc: Nếu sau 10s thử, inox chuyển sang màu nâu thì đây là loại inox 201. Nếu sau 30s thử, inox chuyển sang màu hồng thì đây là loại inox 202. Nếu sau 50s thử, inox chuyển sang màu hồng nhạt thì đây là loại inox 301. Nếu sau 60s thử, inox chuyển sang màu xanh lá cây hoặc không đổi màu thì đây là loại inox 304 (thép không gỉ). Lưu ý, trong quá trình sử dụng dung dịch quang phổ kế, không được uống, tiếp xúc trực tiếp với da và mắt và để xa tầm tay trẻ em.

Với mỗi mẫu vật chất muốn đo và xác định, ta sẽ dùng các loại quang phổ kế khác nhau. Cần hiểu rõ cơ chế hoạt động và ứng dụng của từng loại máy để biết cách sử dụng hiệu quả và chính xác nhất.